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(鄉土)教材獎

金門航空站飛機起降之都卜勒效應探討

本研究針對飛機頻率與都卜勒效應進行研究,我們一起在金門航空站附近的起飛降落點分工錄製影片與蒐集資料,進而使用BORIS、Audacity、Spectrum、google科學日誌、世界迷霧app、flight tradar等軟體進行資料分析,觀察飛機起降聲音的頻譜趨勢,再利用都卜勒的公式配合溫度以及飛機起降角度的修正,套入資料後計算飛機的降落速率。分析過程中發現了ATR機型相較於大型渦輪飛機來得好分析出速率與頻譜趨勢,我們也設計了簡單的小實驗驗證飛機接近與遠離其渦輪或螺旋槳對於其風速影響,也搭乘了數趟飛機進行飛機內頻率的測量。經過一番摸索我們發現其實可以利用簡單的儀器與軟體去分析飛機的聲音頻譜,藉由一連串的探討與分析發現都卜勒效應是實際可以在日常生活中運用的。

南竿地區家燕燕巢探究

本調查研究針對南竿地區九個村莊所有家燕(Hirundo rustica)舊巢位的數量、毀損狀態、建築物各因子對燕巢數影響、巢位下托物及保護物等做觀察探討。結果發現家燕巢數以介壽村最多而每戶築一個巢比較多;家燕舊巢位的完整狀態以「完好」最多;家燕巢位以一樓為主而壁面材質以水泥壁面為主,磁磚壁面亦高。屋簷長度並不會影響家燕築巢的選擇,同時房屋有前下簷會造成家燕築巢數下降。在家燕築巢位置上比較喜歡選擇左右兩個直角,同時會築巢在物品上以為依托,其中以電線、PVC管為主,而托物對巢的毀損有降低的功能。燕巢下保護物以紙板最多,其次木板,可避免髒亂。家燕屬於地區夏候鳥,在地區有一定的生態角色的扮演,我們更要對牠多了解,進而保護牠。

剪與摺的藝數

本研究旨在探討剪紙書及網路上介紹六摺與十摺摺紙摺法的正確性與角度的差異性。我們利用30°-60°-90°三角形的邊長比與黃金三角形衍生出的直角三角形其中一邊與斜邊比為1:√5-1 這兩個性質分別來驗證六摺摺法及十摺摺法的正確性。而後我們證出剪紙書及網路上介紹之摺法均未能摺出正確的角度,並研究可摺出正確角度的摺法。最後我們測量正確與錯誤摺法所摺出的角度,利用Excel比較與分析幾種摺法之差異,並探討影響角度正確性的因素:除摺法本身正確與否,還有色紙的大小及厚度、摺紙過程是否準確、步驟多寡等。

從科學看南管-外星音樂與畢達哥拉斯

本研究以不易理解的南管音樂為主軸結合黃金比例,嘗試用科學方法解釋被稱為外星音樂的南管樂。不少中世紀的科學家研究過科學與音樂間的關係,也針對南管樂探討,設計多種方法驗證,推算比較各項比值是否符合黃金比例,並運用數值標準化、圖形化分析及電腦軟體輔助,設計出南管推廣APP。此研究中,我們使用多種方法檢測,發現南管音樂20首、古典音樂、流行音樂各10首中,符合黃金比例百分比分別為:50%(10首)、50%(5首)、60%(6首)。也得到經典樂曲符合黃金比例值頗高的結論。最後,我們利用實驗中較為可行方法製作南管推廣APP,除了讓南管老師在評分上有科學化的數據參考,也希望讓更多人接受特殊的南管音樂。

物理家教LineBot的開發和對物理學習的影響

本研究是以Google Apps Script平台撰寫聊天機器人LineBot,此LineBot能抓取事先放置在Google試算表的資料,讓使用者透過和其互動學習物理,我們將它命名為「物理家教LineBot」。它透過URORA解題歷程,指導學生遇到物理問題時正確的解題流程,讓學生能隨時隨地學習物理。為了知道它是否真的能幫助學習,我們也設計了實驗,和使用傳統講義的學生作對照,研究結果顯示我們開發的物理家教LineBot能有效的提升學生解題能力和物理的學習態度。

金枝綠葉-綠色能源之探究

生質酒精之酒精濃度、溫度、糖度及pH值都會影響或抑制酵母菌的發酵。以廚餘米飯來製備酒精最佳重量比例為酵母菌:米飯:水=1:100:100,環境條件為pH=6、溫度25℃為佳;有些水果成分中含有抑制發酵之成分,故不是每種水果皆可發酵酒精。甘蔗實施三次蒸餾後酒精度可達70%,最佳重量比例為水果酵母菌:甘蔗汁=1:50,環境條件為pH=6、溫度15℃為佳;茶葉酒精則以發酵度較少之茶葉與其梗為原料較佳,茶葉之枝比葉好-金枝綠葉,前處理以0.5%KOH加5%Ca(OH)2在60℃超音波震盪1hr後以微波加熱90秒,再加入硫酸調至pH<1,超音波震盪1hr再放置24hr以上等步驟為最佳前處理水解糖化程序。

玩創多米諾

本研究從探討多米諾骨牌遊戲出發,討論可否利用不同策略達成骨牌遊戲勝利,並且從遊戲過程中研究骨牌特性,思考如何將此特性與四則運算結合,研究出不同的遊戲玩法,除此之外,也期望在研究過程中,可以探討出骨牌排列的規則,進而歸納出合適的公式,以利遊戲進行與增加訓練四則運算能力之機會。

眼見不為憑-台東水往上流視錯覺現象探討

台東「水往上流」一直都是可以迷惑大眾的有趣自然現象,因此成為台東熱門的觀光景點,許多網路資料也都針對水往上流現象提出各種猜測與解釋,我們首先透過問卷調查的方式蒐集一般民眾對於「水往上流是如何形成?」這個問題的想法,並藉由實地訪查探究了解當地水流與地景的真實情況後,明白當地是如何藉由樹臺、水道、車道的三條不同傾斜線造成「視錯覺」,將明明是向下傾斜0.6度的水往下流誤以為是「水往上流」。我們最後還以「水往上流」這個地景條件來設計操作實驗用以建構模型,此模型包含了「傾斜角度」、「方向」以及「顏色組成」等,以提供未來在工程上應該如何才能夠維護當地奇特自然現象的一些實質建議。

「岸」潮洶湧-離岸流的模擬與探討

本研究藉由資料蒐集了解離岸流的成因與影響,並透過設計海浪實驗水槽,模擬離岸流發生的情形,研究發現:(1)沙岸因海浪捲落岸邊砂石而形成海底沙洲,海面出現碎浪進而形成一股強烈的離岸流。(2)不規則海岸會形成更多的碎浪,因而離岸流較單一內彎型海岸更強。但不規則海岸形成離岸流的時間較長,顯示離岸流會因海岸形狀而有不同的發生週期。(3)海岸傾斜角度會影響離岸流的形成(4)海浪大小若能將沙灘上的砂石捲入海底,形成水下沙洲,會增加離岸流的強度,但海浪過大反而較不容易出現離岸流。(5)可知海浪週期過慢,離岸流出現的機率較會降低。(6)從模擬實驗中發現,我們在海水浴場戲時,只要離開岸邊一段距離就應多加注意是否有岸流的出現,以免發生危險。

殼殼好朋友-探討甲殼素和筍殼碳複合材料的吸附能力

我將甲殼素與筍殼碳依7:3、6:4、5:5、4:6及3:7比例混合製成複合物,吸附不同濃度的硫酸銅、亞甲基藍(色素)、硝酸鉀(無機鹽),複合物不同比例間對於銅離子、色素、硝酸鹽的吸附情形都不同,銅離子甲殼素比例高吸附好,色素碳比例高吸附好,硝酸鹽甲殼素比例高吸附好,但甲殼素價格高而碳的價格低,添加後除可降低成本,還可應各種不同需求選擇不同比例的複合物,而5:5的吸附效果與甲殼素相近,且成本較低,製成片狀易於回收,所以利用價值最高。